(57)【要約】【課題】内部導体からの熱損失を放散する方法、高電圧システム、高電力回路遮断器を提供する。【解決手段】高電圧システムは、供給ライン（４０）と、高電力回路遮断器（２０）とを有し、この供給ライン（４０）は、長手方向に延ばされた内部導体（４１）と、この内部導体を囲んでいる外部導体（４２）とを有し、高電力回路遮断器（２０）は、長手方向に延ばされた内部導体（２１）と、この内部導体（２１）をハウジングの形式で囲んでいる外部導体（２２）とを有し、内部導体（２１、４１）及び外部導体（２２、４２）は、互いに電気伝導するように接続されている。内部導体（２１）からの熱エネルギーを放散する目的のために少なくとも１つのヒートパイプ（１）が設けられている。ヒートパイプ（１）は、冷却ガス流（５１）と相互作用する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの供給ライン（４０）と少なくとも１つの高電力回路遮断器（２０）とを具備し、この少なくとも１つの供給ライン（４０）は、長手方向に延ばされた供給ライン用の内部導体（４１）と、この供給ライン用の内部導体（４１）を囲んでいる供給ライン用の外部導体（４２）とを有し、前記高電力回路遮断器（２０）は、長手方向に延ばされた回路遮断器用の内部導体（２１）と、この回路遮断器用の内部導体（２１）をハウジングの形式で囲んでいる回路遮断器用の外部導体（２２）とを有し、前記両内部導体（２１、４１）は、互いに電気伝導するように接続されており、また、前記両外部導体（２２、４２）は、互いに電気伝導するように接続されている高電圧システムにおいて、少なくとも１つのヒートパイプ（１）が、前記両内部導体（２１、４１）の少なくとも１つから熱エネルギーを放散するように設けられていることを特徴とする高電圧システム。
【請求項２】
少なくとも１つの冷却ガス流発生手段（５０）が、設けられており、この冷却ガス発生手段（５０）により、本質的に前記回路遮断器用の内部導体（２１）の長さ方向に沿って延びており、好ましくは、前記回路遮断器用の内部導体（２１）の長さ全体に沿って延びる冷却ガス流（５１）が、前記回路遮断器用の外部導体（２２）の中で発生されることができることを特徴とする請求項１に記載の高電圧システム。
【請求項３】
前記ヒートパイプ（１）は、このヒートパイプ（１）の（気化器（３）として称される）部分の中での作動媒体（２）の気化により、そして、このヒートパイプ（１）の（凝縮器（４）として称される）部分の中でのこの作動媒体（２）の液化による熱エネルギーを放散する目的のために作動媒体（２）を中に有し、前記気化器（３）は、前記回路遮断器用の内部導体（２１）と緊密な熱的な接触にあり、前記凝縮器（４）は、前記冷却ガス流（５１）と相互作用することを特徴とする請求項１又は２に記載の高電圧システム。
【請求項４】
前記凝縮器（４）は、前記冷却ガス流（５１）と相互作用する、熱を放射するための装置（８）を有していることを特徴とする請求項３に記載の高電圧システム。
【請求項５】
前記熱を放射するための手段（８）は、冷却フィン装置（８）を有し、この冷却フィン（８）は、本質的に前記回路遮断器用の内部導体（２１、４１）の長さ方向に沿って延びており、好ましくは、前記回路遮断器用の内部導体（２１、４１）の長さ全体に沿って延びている冷却フィンを有することを特徴とする請求項４に記載の高電圧システム。
【請求項６】
前記冷却ガス流（５１）は、前記回路遮断器用の外部導体（２２）の中と前記供給ライン用の外部導体（４２）の中とで本質的にそれぞれの内部導体（２１、４１）の長さ方向に沿って延びており、好ましくは、それぞれの内部導体（２１、４１）の長さ全体に沿って延びていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の高電圧システム。
【請求項７】
前記回路遮断器用の内部導体（２１）と、供給ライン用の内部導体（４１）と、供給ライン用の外部導体（４２）とは、ほぼ中空円筒状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の高電圧システム。
【請求項８】
前記回路遮断器用の内部導体（２１）は、前記回路遮断器用の外部導体（２２）に対して本質的に同軸に延びており、並びに／もしくは、前記供給ライン用の内部導体（４１）は、前記供給ライン用の外部導体（４２）に対して本質的に同軸に延びていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の高電圧システム。
【請求項９】
複数の極（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を有し、各々の極が、２つの供給ライン（４０Ｒ、４０Ｓ、４０Ｔ）と、前記少なくとも１つのヒートパイプ（１）を備えた高電力回路遮断器（２０Ｒ、２０Ｓ、２０Ｔ）とを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１の高電圧システム。
【請求項１０】
長手方向に送風されている発電機出力ラインであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の高電圧システム。
【請求項１１】
長手方向に延ばされた回路遮断器用の内部導体（２１）と、この回路遮断器用の内部導体（２１）をハウジングの形式で囲んでいる回路遮断器用の外部導体（２２）とを有する高電力回路遮断器（２０）において、
少なくとも１つのヒートパイプ（１）が、前記回路遮断器用の内部導体（２１）から熱エネルギーを放散するように設けられ、このヒートパイプ（１）は、このヒートパイプ（１）の（気化器（３）として称される）部分の中での作動媒体（２）の気化により、そして、このヒートパイプ（１）の（凝縮器（４）として称される）部分の中でのこの作動媒体（２）の液化による熱エネルギーを放散するように作動媒体（２）を中に有し、前記凝縮器（４）は、前記回路遮断器用の外部導体（２２）の中を延びている冷却ガス流（５１）と相互作用するように設けられていることを特徴とする高電力回路遮断器。
【請求項１２】
長手方向に延ばされ、ハウジングの形式で回路遮断器用の外部導体（２２）により囲まれている、高電力回路遮断器（２０）の回路遮断器用の内部導体（２１）を冷却する方法において、作動媒体（２）は、前記回路遮断器用の内部導体（２１）から吸収された熱エネルギーにより気化され、ヒートパイプ（１）の（凝縮器（４）として称される）部分において熱を放射して液化され、この凝縮器（４）は、本質的に前記回路遮断器用の内部導体（２１）の長さ方向に沿って延び、好ましくは、前記回路遮断器用の内部導体（２１）の長さ全体に沿って延びている冷却ガス流（５１）により前記回路遮断器用の外部導体（２２）の中で冷却されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電力回路遮断器技術の分野に関わる。本発明は、高電圧システム、高電力回路遮断器及び独立請求項の前提部に係る高電力回路遮断器の内部導体を冷却する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１は、強制冷却を有する発電機の出力ライン（長手方向に送風された又は空冷された発電機の出力ラインとも称される）を開示している。本質的に同軸に延びている２つの管状の導体が、内部導体と、ハウジングの形式でこの内部導体を囲んでいる外部導体とを形成している。これら導体は、発電機とブロック若しくは機械変圧器（a block or machine transformer）との間に電気的な接続を生じている。前記外部導体は、逆電流を運び、この逆電流は、前記内部導体の中を流れている電流の逆方向に流れている。恒常的に典型的には２０ｋＡから２５ｋＡにさらされている、この内部導体を冷却するために、この内部導体に沿って延びている空気流が、送風機により生じている。発電機回路遮断器は、発電機出力ラインに設けられている。
【０００３】
特許文献１は、また、高電力回路遮断器の収容されている内部導体を冷却する目的のための送風機を提供することを開示している。この送風機により、前記内部導体の周りを本質的にこの内部導体の広がりに垂直に流れている循環流が生じている。この仕方で循環されているガスは、前記内部導体から熱損失を吸収し、それからこの熱をハウジングの内部に放射している。今度は、このハウジングが、熱をこのハウジングの外側の周囲の空気に放出している。この内部導体の冷却のために、電流輸送能力の増加が達成されている。
【０００４】
高電力回路遮断器と、比較的大きい電流輸送能力を有している高電力回路遮断器を備えた高電圧システムと、高電力回路遮断器の内部導体を冷却するための対応する方法とを提供することは望ましいことである。
【特許文献１】ＥＰ  １  ０２２  ８３０  Ａ１
【非特許文献１】Ｋ．Ａｌｂｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｉｃｈｅｒ  Ｅｉｇｅｎｂｅｄａｒｆ／Ｅｎｅｒｇｉｅｔｅｃｈｎｉｋ  ｉｎ  Ｋｒａｆｔｗｅｒｋｅｎ  ｕｎｄ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ［Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｏｗｅｒ  ｓｔａｔｉｏｎ  ｓｅｒｖｉｃｅｓ  ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ／ｐｏｗｅｒ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｉｎ  ｐｏｗｅｒ  ｓｔａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｉｎｄｕｓｔｒｙ］，ＶＤＥ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｈｏｕｓｅ，ＩＳＢＮ  ３−８００７−１５８６−４，Ｃｈａｐｔｅｒ  １０．３（ｐａｇｅ  ４３１−４５５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一つの目的は、したがって、高電圧システムと、高電力回路遮断器と、電流輸送能力が増加されているはじめに述べられたタイプの高電力回路遮断器の内部導体を冷却する方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、独立請求項の態様を有している装置と方法とにより達成される。
【０００７】
内部導体（能動部分としても称され得る）が冷却されている高電力回路遮断器は、冷却されていない高電力回路遮断器よりも大きな電流を輸送することができる一方、関連する規格により規定されている温度限界値を固守している。高電力回路遮断器の電流輸送能力は、このように、冷却装置が、前記内部導体で生ぜられた熱損失をより効率的に放散すればするほど、より大きな程度へと増加されることができる。
【０００８】
本発明に係る高電圧システムは、少なくとも１つの供給ラインと、少なくとも１つの高電力回路遮断器とを有し、この少なくとも１つの供給ラインは、長手方向に延ばされている供給ライン用の内部導体とこの供給ライン用の内部導体を（好都合なことにはハウジングの形式で）囲んでいる供給ライン用の外部導体とを備え、前記高電力回路遮断器は、長手方向に延ばされた回路遮断器用の内部導体とハウジングの形式でこの回路遮断器用の内部導体を囲んでいる回路遮断器用の外部導体とを備えている。これら内部導体とこれら外部導体とは、互いに電気伝導するように接続されている。
【０００９】
前記高電圧システムは、少なくとも１つのヒートパイプが、少なくとも１つの内部導体、特に、前記回路遮断器用の内部導体、からの熱エネルギーを放散する目的のために、設けられているという事実により特徴付けられている。
【００１０】
ヒートパイプは、このヒートパイプの（気化器として称される）部分の中の作動媒体の気化により熱を放散するための、そして、このヒートパイプの（凝縮器として称される）部分の中のこの作動媒体の液化により熱を放散するための手段であり、前記凝縮器から前記気化器に前記作動媒体を戻すための手段が設けられている。このヒートパイプは、このヒートパイプの中に閉じられた回路が生じることができるように密閉封止されていることが好都合である。このヒートパイプの細長い又は管状の形状は、好都合であるが、必要ではない。前記凝縮器から前記気化器に前記作動媒体を戻すための手段として、中空体が、簡単に用いられることができ、重力のために液体の作動媒体が戻されるように配置されることができ、または、そうでなければ、毛管引力のためにこの作動媒体が輸送されて戻されることを引き起こす材料が使われることができる。
【００１１】
このようなヒートパイプは、前記回路遮断器用の内部導体と回路遮断器用の外部導体との間の空間に配置されることができ、その場合、前記気化器と凝縮器との間に配置されている絶縁路（insulating path）を無しですますことができる。このヒートパイプは、本質的に前記内部導体のポテンシャルにあることができることが好都合である。
【００１２】
ヒートパイプは、受動的な冷却装置である。この冷却パイプは、電流供給を必要とせず、また他のいかなる供給も必要としていない。密閉封止された回路を有する冷却システムとして、このヒートパイプは、一般にいかなるメインテナンスも必要とせず、一般にいかなるメインテナンスも無しで何十年にも渡って機能することができる。
【００１３】
前記供給ライン用の内部導体と回路遮断器用の内部導体とは、一般に管状すなわち中空の円筒状である。逆電流を輸送しているそれぞれの外部導体は、カプセル化されており、これらは、一般に接地されている。動作の間、前記内部導体と外部導体との間に高電圧が印加されている。
【００１４】
高電力回路遮断器と前記供給ラインに対して、規格化された電圧は、１ｋＶより大きいか、むしろ１０ｋＶの大きさのオーダであり、又は、これは、数十ｋＶから数百ｋＶである。過電圧（雷撃の衝撃電流のための）は、典型的に１００ｋＶから数百ｋＶである。電流と逆電流とは、１ｋＡ又は１０ｋＡ（規格電流）の大きさのオーダであり、しばしば、２０ｋＡから３０ｋＡである。短絡電流は、ほぼ１つだけオーダがより大きい。高電力回路遮断器と対応している供給ラインとは、１００ｋＷ又は数百ＭＷ若しくはギガワットの範囲内までの大きさのオーダの電力に対して設計されている。このような電流、電圧及び電力は、例えば中間電圧又は低電圧回路遮断器のためには必要のない前記高電力回路遮断器と供給ラインとの設計の物理的な実行と対称性とをもたらしている。この設計のために、前記高電圧システムの外側に起こっており、高電流により誘起されている磁場は、とても低く保たれることができる。
【００１５】
放散される熱は、前記内部導体における抵抗損失により生じている。例えば、表皮効果又は渦電流及びヒステリシス損失のための損失のようななお他の損失も加えられうる。
【００１６】
少なくとも１つの冷却ガス流生成手段が設けられていることが有利であり、この手段により、本質的に前記回路遮断器用の内部導体の長さ（extent）に沿って延びている冷却ガス流、特に空気流、は、前記回路遮断器用の外部導体の中で生ぜられることができる。少なくとも１つの冷却ガス流生成手段が特に好都合なことには設けられており、この手段により、本質的に前記回路遮断器用の内部導体の長さに沿って延びている冷却ガス流、特に空気流、は、前記回路遮断器用の内部導体と回路遮断器用の外部導体との間の空間で生ぜられることができる。強制冷却のために、電流輸送能力の著しい増加が達成されることができる。
【００１７】
前記凝縮器は、前記冷却ガス流と相互作用していることが特に有利である。結果として、前記回路遮断器用の内部導体のとても効率的な冷却が達成されることができる。これは、前記凝縮器は、この凝縮器の冷却ガス冷却により低い温度に保たれることができるからであり、この結果として、作動ガスの効率的な液化が達成されることができ、こうして、前記ヒートパイプの高度の効率が達成されることができる。
【００１８】
同様に特に有利な方法において、前記気化器は、前記回路遮断器用の内部導体と緊密な熱接触にある。結果として、前記内部導体からの特に大きな量の熱損失が放散されることができる。
【００１９】
前記凝縮器は、熱を放射するための装置を有していることが有利である。この装置は、例えば、冷却フィン装置を有していることができる。特に、この冷却フィン装置のいくつかの又は全ての冷却フィンは、本質的に前記回路遮断器用の内部導体の長さに沿って延びていることができる。熱を放射するための前記装置は、前記冷却ガス流と相互作用していることがとても有利である。
【００２０】
前記冷却ガス流は、前記回路遮断器用の外部導体と供給ライン用の外部導体との中を延びていることが好都合である。この冷却ガス流は、前記回路遮断器用の内部導体と回路遮断器用の外部導体との間の空間の中と、前記供給ライン用の内部導体と供給ライン用の外部導体との間の空間の中とを延びていることが特に有利である。この冷却ガス流は、本質的にそれぞれの前記内部導体の長さに沿って延びていることが有利である。
【００２１】
前記内部導体と供給ライン用の外部導体とは、本質的には中空円筒状であることが好ましい。前記回路遮断器用の外部導体も本質的に中空円筒状であることができる。前記回路遮断器用の内部導体は、本質的には、前記回路遮断器用の外部導体に対して同軸に延びていることが有利であり、並びに／もしくは、前記供給ライン用の内部導体は、本質的に、前記供給ライン用の外部導体に対して同軸に延びていることが有利である。
【００２２】
前記高電圧システムは、好ましくは、各々が少なくとも１つの供給ライン、特に２つの供給ライン、を備えている複数の、特に３つの、極と、少なくとも１つの高電力回路遮断器極とを有している。各々の高電力回路遮断器極は、少なくとも１つのヒートパイプを有している。前記回路遮断器極は、要約として、高電力回路遮断器として称されうる。
【００２３】
前記高電圧システムは、有利なことには、発電機出力ライン、特に、強制冷却を備えた発電機出力ラインであることができる。
【００２４】
本発明に係り、長手方向に延ばされている回路遮断器用の内部導体と、ハウジングの形式でこの回路遮断器用の内部導体を囲んでいる回路遮断器用の外部導体とを有している高電力回路遮断器は、少なくとも１つのヒートパイプが、前記回路遮断器用の内部導体から熱エネルギーを放散させる目的で設けられており、このヒートパイプは、このヒートパイプの（気化器として称される）部分の中の作動媒体の蒸発により熱エネルギーを放散し、そして、このヒートパイプの（凝縮器として称される）部分の中のこの作動媒体の凝縮により熱エネルギーを放散する目的のための作動媒体を含み、前記凝縮器は、前記回路遮断器用の外部導体の中を延びている冷却ガス流と相互作用する目的のために設けられているという事実により特徴付けられている。前記凝縮器は、特に好都合なことには前記回路遮断器用の内部導体と回路遮断器用の外部導体との間の空間の中で延びている冷却ガス流と相互作用することを見込まれている。
【００２５】
前記内部導体の改良された冷却と、電流輸送能力の増加とが達成されている。
【００２６】
本発明に関わる、長手方向に延ばされ、ハウジングの形式で回路遮断器用の外部導体により囲まれている、高電力回路遮断器の回路遮断器用の内部導体を冷却するための方法は、作動媒体が、前記回路遮断器用の内部導体から吸収されている熱エネルギーにより気化され、前記ヒートパイプの（凝縮器として称される）部分の中で熱を放出して液化され、この凝縮器は、本質的に前記回路遮断器用の内部導体の長さに沿って延びている冷却ガス流により前記回路遮断器用の外部導体の中で冷却されているという事実により特徴付けられている。前記凝縮器は、前記回路遮断器用の内部導体と回路遮断器用の外部導体との間の空間で、本質的に前記回路遮断器用の内部導体の長さに沿って延びている冷却ガス流により冷却されていることが有利である。
【００２７】
有利な実施の形態において、前記ヒートパイプは、熱サイフォンの形式である。このヒートパイプが、熱サイフォンの形式の時、前記凝縮された作動媒体は、（主に）重力のために輸送され戻される。前記凝縮器は、このように、（重力場において）前記気化器よりも高くに配置され、この凝縮器と気化器との間に前記ヒートパイプに沿って単調な降下が存在している必要がある。
【００２８】
さらに有利な実施の形態において、前記ヒートパイプは、毛管引力のために凝縮された作動媒体を前記気化器に戻す目的のための手段を有している。このような実施形態は、前記凝縮器が前記気化器の下に配置されている時に用いられることが好ましい。しかしながら、この実施形態は、また、熱サイフォンと共に用いられることができる。多孔質の材料が、例えば、毛管引力のために凝縮された作動媒体を前記気化器に戻すための手段として用いられることができる。網目のある並び／若しくは編まれた材料が、同様に適している。このような手段は、前記ヒートパイプの内面に設けられていることが好ましい。前記気化器と凝縮器との間の絶縁路が、形成されることが意図されているかいないかに依存して、電気的に絶縁性の材料かそうでなければ導電性の材料が適している。
【００２９】
他の有利な実施の形態において、前記気化器は、前記内部導体の中に一体化されている。例えば、この内部導体は、この内部導体が、１以上の容体（volume）を含み、この容体が前記ヒートパイプの部分を表し、完全に又は部分的に作動媒体で満たされているように、設計されることができる。結果として、前記ヒートパイプと内部導体との間のとてもよい熱的な結合が設けられている。
【００３０】
前記内部導体は、複数の部分を有し、これら部分には、各々少なくとも１つのヒートパイプが設けられていることができることが有利である。特に、とても長い回路遮断器又は長い内部導体を備えた供給ラインの場合には、とても効率的な冷却が、長手方向に１つの部分が他の部分の後ろになるように配置された、前記高電力回路遮断器又は前記供給ラインの複数の部分が各々前記内部導体の長手方向の長さに沿った少なくとも１つのヒートパイプと関連付けられている。
【００３１】
好ましい実施の形態において前記高電力回路遮断器は、発電機回路遮断器である。
【００３２】
本発明は、また、少なくとも１つの供給ライン並びに／もしくは少なくとも１つの高電力回路遮断器を備え、少なくとも１つのヒートパイプを供給ラインの中に並びに／もしくは高電力回路遮断器の中に有している高電圧システムが設けられ、前記ヒートパイプは、供給ラインの前記内部導体並びに／もしくは高電力回路遮断器の前記内部導体を冷却する目的にかなっているという事実として見られることができる。特に、ヒートパイプの前記気化器と、ヒートパイプの前記凝縮器とは、同じポテンシャルにあることができ並びに／もしくは前記気化器と凝縮器との間に設けられている絶縁路から離れていることができる。供給ラインの内部導体又は高電力回路遮断器の内部導体を冷却するための対応する方法は、前記内部導体が、ヒートパイプにより冷却されているという事実により特徴付けられている。
【００３３】
さらなる好ましい実施の形態と有利な点は、従属特許請求項と図とに記述されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の主題は、以下で添付された図面に示されている好ましい例示的な実施の形態を参照してより詳細に説明されている。
【００３５】
図面の中で用いられている複数の参照符号と、これらの意味は参照符号のリストの中にまとめにより挙げられている。原則として、同じ部分と同じ機能を有している部分には、図の中で同じ参照符号が与えられている。本発明の理解のために非本質的な部分は示されていないことがある。記述されている例示的な実施の形態は、例による本発明の主題を表しており、制限する効果は全く有していない。
【００３６】
図１は、３極発電機（three-pole generator）回路遮断器の断面の概略図を示している。これら回路遮断器の極２０Ｒ、２０Ｓ、２０Ｔの各々は、管状の回路遮断器用の内部導体２１Ｒ、２１Ｓ、２１Ｔを有しており、各々の場合にこの回路遮断器用の内部導体は、ハウジングのような回路遮断器用の外部導体２２Ｒ、２２Ｓ、２２Ｔにより囲われている。動作の間、高電圧ＨＶが、前記回路遮断器用の内部導体と、前記それぞれの回路遮断器用の外部導体との間に印加されており、この外部導体は、接地ポテンシャルＧにあり、逆電流を輸送している。一般に、前記３極は、共通のスターポイント（star point）で接地されており、これは、図１に示されているデザインと異なっている。前記回路遮断器用の内部導体は、収納されており、一般に前記外部導体よりも小さな断面を有している。放散される熱損失は、前記回路遮断器用の内部導体で生ぜられる一方、周囲の空気にさらされている前記外部導体は、比較的少ない程度に加熱されている。触れられることができる位置において、高電力回路遮断器は、一般に７０℃又は８０℃と同じくらい冷たいべきである。
【００３７】
前記高電力回路遮断器２０への電気的接続を生じさせる目的のための供給ラインは、図１には示されていない。このような供給ラインは、供給ライン用の内部導体とこの供給ライン用の内部導体を囲んでいる供給ライン用の外部導体と有している。以下の文章では、内部導体及び外部導体の語は、また、「回路遮断器」又は「供給ライン」の接頭語無しでも用いられる。この場合には、供給ライン用の内部導体／外部導体、それとも、回路遮断器用の内部導体／外部導体が意味されているのか、又は、両方のタイプが意味されているのかどうかは文脈が決定している。
【００３８】
前記内部導体から熱損失を放散させるために、前記内部導体２１Ｒ、２１Ｓ、２１Ｔの各々は、（少なくとも）１つのヒートパイプ１により冷却されている。典型的には、高電力回路遮断器の各々の極は、同じように配置され設計されているヒートパイプ１によりにより冷却されている。しかしながら、図１において他のヒートパイプ装置が各々の極において示されている。各ヒートパイプ１は、作動媒体を中に有しており、この作動媒体は、このヒートパイプ１の（気化器３として称される）部分の中で気化され、このヒートパイプ１の（凝縮器４として称される）部分の中で液化される。
【００３９】
Ｒ極（図１の左側）：
前記気化器３は、２つの（例えば、アルミニウムから構成されている）金属の部材を有しており、これら部材は、本質的に、中空円筒部分の形式であり、これら部材の形状は前記内部導体２１Ｒの設計に整合されており、これら部材はこの内部導体２１Ｒと良好な熱的接触にあるようにこれら部材は前記内部導体２１Ｒに固定されている。これら部材は、前記気化器と凝縮器とを熱的に結合させるための１つの可能な実施の形態である。この場合、これら部材は、中空体の形式で、主に液体の作動媒体で満たされている。これら中空体は、各々の場合にヒートパイプ１の部分である。
【００４０】
好ましくは金属のパイプ部分は、前記気化器３の各々を、各々の場合に１つの凝縮器４と接続している。このような凝縮器４は、金属の冷却フィン装置を有していることが好ましく、この冷却フィン装置は、前記内部導体２１と外部導体２２との間の空間に配置され、管システム（図示されていない）を有していることが有利である。この管システムの中を気体状の作動媒体が、この後この管システムの中で凝縮し、前記気化器３に再び流れて戻るために、伝わることができる。このような管システムの複数の部分は、少なくとも前記冷却フィンのいくつかの中に配置されていることが好都合である。
【００４１】
例えば、熱交換器も、熱を放射するための手段８として用いられることができる。
【００４２】
前記冷却フィン装置８は、冷却ガスと熱的な接触にあり、この冷却ガスは、強制冷却を達成するために前記内部導体２１の長さに沿って動かされている。空気が、この冷却ガスとして典型的に用いられている。冷却ガス流５１が、送風機（図示されていない）により生ぜられている。十字又は点が（図１の中央に）設けられている回路は、前記冷却ガス流５１の方向を示している：図面の平面の中へ又は図面の平面の中からの方向。少なくとも１つの気化器３が前記内部導体２１の中に配置されることも想像でき、この場合には、（また）冷却ガス流が前記内部導体２１の中に設けられることが有利であることが想像できる。
【００４３】
熱を放射する手段８は、これらが、高いレベルの流れ５１にさらされるように向き付けられ、設計されている。その結果、最適化された冷却パフォーマンスが達成されることができる。前記凝縮器４及び熱を放射するための手段８のサイズと配置とは、しかしながら、前記内部導体２１と外部導体２２との間の誘電的に負荷のかけられた空間にそのような過度の場を生じさせるべきではないという事実により厳格に制限されている。この過度の場は、所望されていないフラッシュオーバーに導き得る。前記冷却フィン装置８は、一般に前記内部導体２１と同じポテンシャルにあるため、これら冷却フィン装置８は、図１にも示されているように、前記内部導体２１の近くに配置されており、また、角を取られていることが有利である。
【００４４】
Ｓ極（図１の中央）：
前記気化器は、２かける２個の金属の部材を有しており、これら部材は、本質的に中空の円筒の形式であり、これら部材の形状は、前記内部導体２１Ｓのデザインに整合されており、これら部材は、前記内部導体２１Ｓと良好な熱的接触にあるようにこの内部導体２１Ｓに固定されている。これら部材は、主に液体の作動媒体に満たされ、好ましくは、ヒートパイプ１に属している金属のパイプにより互いに接続されている。平面状の平坦な部分が、前記外部導体２２Ｓに設けられることができ、この部分で前記部材は、前記内部導体２１Ｓと、例えば、ねじ止めにより、接触させられている。
【００４５】
図１における左側と中央とに示されている前記１つ及び４つの部材の代わりに、ヒートパイプ１は、また、２、３、５、６、７、８又はそれ以上の部材を有することができ、前記内部導体２１から熱を吸収することができる。
【００４６】
中央の極（Ｓ極）における流れ方向は、他の極における前記流れ５１の方向と逆の方向であることが有利である（参照符号５１を参照せよ）。対応する換気の枠組みが図４に示されている。
【００４７】
Ｔ極（図１の右側）：
Ｔ極の場合には、前記気化器３は、好ましくは、複数の管状の容体の形式で前記内部導体２１Ｔの中に一体化されている。これら容体は、前記内部導体の断面の中に設けられている。結果として、とても効率的な熱的な結合が前記内部導体２１Ｔと気化器３との間に設けられている。（Ｔ極の場合の前記内部導体２１Ｔは、図１における他の極の場合よりも大きく、厚いとして示されている。）
前記凝縮器４は、対応する前記ヒートパイプ１が熱サイフォンの形式であるように、図１において常に前記気化器３の上に配置されているが、前記凝縮器４が前記気化器３の下に配置されることがまた想像できる。少なくともこの場合には、液化した作動媒体を前記気化器に戻すための手段が設けられている。この手段は、好ましくは、毛管引力により行われている。前記Ｔ極の場合には、支柱絶縁体２４が、示されており、これは、前記内部導体２１Ｔを指示している。
【００４８】
図２は、高電圧システムの部分断面平面概略図を示している。この高電圧システムは、回路遮断器すなわち回路遮断器極２０を有しており、この回路遮断器極２０は、図１における前記Ｒ極に似たデザインを有している。前記回路遮断器用の内部導体２１は、複数の部分２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ及び２３ｅを有しており、これらのうち複数の（３つの）部分には、本質的に対称的に配置された２つのヒートパイプが設けられている。
【００４９】
前記部分２３ａは、接続ハウジング２３ａであり、前記回路遮断器２０を前記発電機出力ラインに接続する目的にかなっている。この接続ハウジング２３ａは、冷却フィン８を備えている２つのヒートパイプ１により冷却されている。前記部分２３ｂは、クエンチングチャンバであり、これは、接点の分離（contact isolation）とアークを止めることとの目的にかなっている。このクエンチングチャンバに接続されているのは、駆動ハウジング２３ｃであり、この中では、前記クエンチングチャンバ２３ｂの中での接点の分離を可能にする目的のために駆動力が準備されている。この駆動ハウジング２３ｃは、２つのヒートパイプ１により冷却されており、これらヒートパイプ１は、各々２つの部材（中空体）を備えており、これら部材は、前記駆動ハウジング２３ｃに固定されており、この駆動ハウジング２３ｃと良好な熱的な接触にある。
【００５０】
前記駆動ハウジング２３ｃの隣に設けられているのは、可動分離器パイプ（moving isolator pipe）２３ｄであり、これは、目に見える絶縁路を生じる目的にかなっている。この可動分離器パイプの隣に設けられているのは、分離器ハウジング（isolator housing）２３ｅであり、これは、前記分離器パイプを収納する目的にかなっている。この分離器ハウジング２３ｅは、この場合、前記接続ハウジング２３ａと同じ方法で冷却されている。
【００５１】
前記空気流５１と、この空気流５１の方向とは、白抜きの矢印により記号化されている。
【００５２】
前記高電力回路遮断器すなわち回路遮断器極２０は、２つの供給ライン４０に接続されている。これら２つの供給ライン４０は、各々管状の内部導体４１と、この内部導体４１を同軸状に囲んでいる管状の外部導体４２とを有している。
【００５３】
一方の供給ライン４０が、発電機への接続を生じているのが有利である一方で、他方の供給ライン４０は、ブロック変圧器又は機械変圧器への接続を生じている。
【００５４】
図３は、ヒートパイプ１の概略図を示している。このヒートパイプ１は、閉じた回路がこのヒートパイプの中に存在し、（実際的に）メインテナンスが全く必要ないように、密閉封止されている。前記気化器３は、この気化器３を冷却される部分（例えば、回路遮断器用の内部導体）に熱的に結合する目的にかなっている部材を有している。前記作動媒体には、参照符号２が設けられている。この作動媒体は、（破線で影の付けられた）液体状態にあり、（影の付けられていない）気体状態にある。図３に示されているヒートパイプ１の前記凝縮体４には、複数の冷却フィン８が設けられている。
【００５５】
ヒートパイプ１が設計される動作温度範囲は、この温度範囲は、見込まれる応用において、最小（Ｔｍｉｎ）及び最高（Ｔｍａｘ）動作温度により規定されているという事実により規定されることができる。例えば、典型的な高電力回路遮断器、例えば、発電機回路遮断器、における応用においてＴｍｉｎ＝−４０℃及びＴｍａｘ＝＋６０℃又はＴｍｉｎ＝−２５℃及びＴｍａｘ＝＋６０℃である範囲が可能である。
【００５６】
適当な作動媒体２は、例えば、水、アセトン、３Ｍ（登録商標）による「ＦＣ−７２」のようなフッ化炭化水素、又は、３Ｍ（登録商標）による「ＨＦＥ−７１００」のような水素フルオロエーテル（hydrofluoreether）である。ヒートパイプ１により放散されている熱的な仕事率は、典型的に０．５ｋＷと１．５ｋＷとの間である。
【００５７】
気化と液化とが異なる電気的なポテンシャルで起こることができるように、前記気化器３と凝縮器４との間に電気的な絶縁路を設けることが可能である。例えば、前記凝縮器は、その場合前記外部導体に電気的に接続されることができる一方、前記気化器は、前記内部導体に電気的に接続される。このような絶縁路は、しかしながら、無しで済ますこともできる。
【００５８】
前記回路遮断器用の内部導体に少なくとも１つのヒートパイプを与える代わりとして、又は、これに加えて、少なくとも１つのヒートパイプが、また、前記供給ラインの電流輸送能力を増加するために、供給ライン用の内部導体に設けられることができる。
【００５９】
ヒートパイプは、また互いに結合されている複数の中空部分、例えば、複数の刃の形式で互いに結合されている２つの中空の部分、を有することができる。例えば、気化された前記作動媒体は、１つの中空部分の中の前記凝縮器に流れることができる一方で、液化された前記作動媒体は、他の中空部分の中の前記気化器に流れて戻っている。
【００６０】
図４は、各々の場合に２つの供給ラインと、極（Ｒ、Ｓ、Ｔ）ごとに１つの回路遮断器極とを有する３極高電圧システムに対する換気の枠組みの概略図を示している。これは、前記冷却ガスとして空気を用いていており、閉じられている換気システムである。図の明確さのために前記内部導体の図示は無しで済まされているため、前記外部導体２２、４２だけが図示されている。
【００６１】
有利なことには１以上のファンを有している送風機５０は、空気を電気的に絶縁性の換気ライン７０を通して前記２つの外部回路遮断器極（Ｒ及びＴ）の中へと動かしている。ここで、前記空気流５１は、本質的に前記内部導体の長さに沿って動いている。この後、さらなる換気ライン７０により中央の回路遮断器極（Ｓ極）に到達するためである。ここで、前記空気流５１は、同様に本質的に前記内部導体の長さに沿って動いているが、２つの他の極の中ではこの空気流５１と反対の方向に動いている。前記冷却ガスは、それからさらなる換気ライン７０により前記回路遮断器極から出てきて、冷却ユニット６０により冷却されている。一度ガスが再び前記冷却ユニットの中に、前記内部導体で吸収された熱エネルギーを放出してしまうと、このガスは、前記送風機５０により加速され、２つの前記外部極Ｒ、Ｔに渡され、回路は再び開始している。
【００６２】
冷却ガス流５１を発生させるためのさらなる可能性が考えられる。例えば、周囲の空気を吸引しこれを前記外部導体の中へと送風する換気口(through-ventilation)が、また設けられることができ、この空気は、一度前記内部導体から熱損失が吸収されると前記外部導体から再び出てくる。この場合、前記冷却ガス流の方向は、全ての極において同じ方向に沿って延びていることが有利である。
【００６３】
単位時間あたりに回路遮断器極を通して移動される空気の量は、典型的に２ｍ３／秒と１０ｍ３／秒との間であり、４ｍ３／秒と８ｍ３／秒との間であることは有利である。
【００６４】
典型的な内部導体のパイプの直径は、３０ｃｍと６０ｃｍとの間であり、特に、４０ｃｍと５０ｃｍとの間である。典型的な外部導体の直径は、８０ｃｍから１．３ｍである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】３極発電機回路遮断器の断面外略図であり、ヒートパイプの３つの異なるタイプの配置が示されている。
【図２】高電力回路遮断器すなわち回路遮断器極及び２つの供給ラインを有する高電圧システムの大きく区分された平面概略図を示しており、複数の部分を有しており、複数のヒートパイプを設けられている高電力回路遮断器の内部導体が示されている。
【図３】冷却フィン装置と、気化器及び内部導体を熱的に結合するための手段とを有するヒートパイプの概略図を示している。
【図４】３極高電圧システムのための換気の枠組みの、内部導体が示されていない、概略図を示している。
【符号の説明】
【００６６】
１…ヒートパイプ、２…作動媒体、３…気化器、４…凝縮器、８…熱を放射するための装置、熱交換器、冷却フィン装置、ラジエータ、２０…高電力回路遮断器、回路遮断器極、発電機回路遮断器、２０Ｒ…回路遮断器極、２０Ｓ…回路遮断器極、２０Ｔ…回路遮断器極、２１…回路遮断器用の内部導体、管状導体、２１Ｒ…回路遮断器用の内部導体、２１Ｓ…回路遮断器用の内部導体、２１Ｔ…回路遮断器用の内部導体、２２…回路遮断器用の外部導体、回路遮断器カプセル体、回路遮断器ハウジング、２２Ｒ…回路遮断器用の外部導体、２２Ｓ…回路遮断器用の外部導体、２２Ｔ…回路遮断器用の外部導体、２３…内部導体の部分、２３ａ…接続ハウジング、２３ｂ…クエンチングチャンバ、２３ｃ…駆動ハウジング、２３ｄ…可動分離器パイプ、２３ｅ…分離器ハウジング、２４…支柱絶縁体、４０…供給ライン、４１…供給ライン用の内部導体、パイプ導体、４２…供給ライン用の外部導体、パイプ導体、４２Ｒ…供給ライン用の外部導体、４２Ｓ…供給ライン用の外部導体、４２Ｔ…供給ライン用の外部導体、５０…冷却ガス流発生手段、空気流発生手段、送風機、ファン、５１…冷却ガス流、空気流、６０…冷却ユニット、７０…冷却ガスライン、換気ライン、Ｇ…接地ポテンシャル、ＨＶ…高電圧、高電圧ポテンシャル、Ｒ…極、Ｓ…極、Ｔ…極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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